一种多指标综合静态电压稳定薄弱母线辨识方法

探讨了一种多指标综合电压稳定性辨识方法。该方法基于节点电压变化、电压有功灵敏度、母线参与因子三个电压指标,以客观赋值与主观赋值组合方法对上述3个指标分别赋予不同权重求得综合指标以辨识系统各节点薄弱程度。最后以湘西南某实际电网为仿真对象进行分析,以单一指标与综合指标分别辨识系统薄弱母线,验证该综合辨识方法的全面性、有效性与科学性。     

基于综合权重理论和Fuzzy-TOPSIS综合评价的电网静态电压稳定性分析

随着电网建设规模的不断扩大与结构日益复杂,电网电压安全稳定问题日益突出。探讨了一种静态电压稳定性指标综合辨识方法。首先,针对以往单一评估指标而导致的评估结果差异性问题,釆用六种静态电压稳定性指标来表征节点电压稳定性。其次,对指标权重系数进行优化,分析指标权重不确定性因素,引入信息熵与层次分析法计算指标综合权重。同时以综合评价值最大和评价值偏离度最小为目标,构建拉格朗日函数优化权重系数;并采用Fuzzy-TOPSIS对计算结果进行排序。最后选用哈密地区部分电网作为案例,分别计算单一指标与所提的综合指标辨识系统稳定与薄弱母线,验证所提方法的有效性与客观性。所得结果可以为系统运行规划,无功补偿等提供依据。     

基于支路方程解存在性的局部电压稳定指标

快速精准地辨识电网电压薄弱节点并执行相应的控制措施,是预防电力系统电压失稳的一项重要工作。首先,在原有电力系统电压稳定局部指标L指标的基础上,通过对Ⅱ型等值支路模型列写潮流方程,考虑支路潮流方程解存在性的原理推导出静态电压稳定L_q指标和L_p指标。然后分析了L_q指标和L_p指标的不足,通过列写支路电压方程,考虑支路电压方程解存在性原理改造得到改进指标L_(pqu)。最后,本文分析了2种支路方程下所提指标的优劣,结合了支路潮流方程和支路电压方程,提出一种基于支路方程可行解域的电压稳定L_(u.p)指标,使其可以快速识别系统中的薄弱支路。以新疆某地区实际电网为例,分析验证了所提指标对电网薄弱点快速识别的精确度和线性程度,对调度人员可以快速准确识别系统中电压薄弱节点具有重要的指导意义。     

适应多节点电压稳定性的模拟评估指标

该文提出了一种基于相量测量单元(phasor measurementunit,PMU)采集动态测量数据在线评估多节点电压稳定性的方法。首先利用灵敏度和灵敏度变化率综合指标确定区域电网内薄弱节点,在薄弱节点上优化配置PMU,通过PMU获取的动态测量数据求解系统潮流方程,根据潮流方程中P-、Q-与Q-V的解耦关系,综合雅克比矩阵中JP与JQU子阵元素变化偏移量,并在此基础上定义了一种新的电压稳定判定指标。通过对沈阳地区电网电压稳定进行仿真分析,该指标能够反映电压稳定的变化趋势和变化幅度,并且有一个缓慢变化的过程,较灵敏度指标更直观,便于对电压稳定性进行控制。     

多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法

提出了针对多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法。首先,基于边界节点利用辐射状等值独立REI(radial equivalent independent)法将电压薄弱区域等效为单个虚拟节点;其次,利用卡尔曼滤波连续实时计算电压薄弱区域外部系统的戴维南等值参数;最后,提出电压薄弱区域的电压稳定裕度指标。该指标可实时在线评估电压薄弱区的电压稳定裕度。通过某省实际电网的电力系统综合分析程序PSASP(power system analysis software package)仿真数据,以及实际故障场景下的相量测量单元PMU(phasor measurement unit)测量数据,计算该区域的电压稳定裕度,结果验证了此方法的可行性和有效性。     

一种多准则综合的电压脆弱性评估方法

在现有的电力系统电压脆弱性评估方法中,存在单一指标难以反映全貌、基于权重的综合指标又过于主观的问题。文中根据已有的具有代表性的电压稳定指标,并结合节点重要性的信息,提出了基于超效率数据包络分析的多准则综合电压脆弱性评估方法以及相应的综合指标——相对电压脆弱性指标,用于辨识电网中的薄弱节点。在此基础上,还考虑了离群点的检验,以完善所提出的方法。最后,以江西电网作为算例进行了仿真分析,结果证明了所提出方法和指标的全面性、有效性和客观性。     

利用局部区域量测的电压稳定在线监测

针对小扰动长期电压稳定在线监测,建立了被监测节点局部区域节点功率传输等值模型,以及考虑局部区域以外系统影响的扩展的功率传输等值模型,并在此基础上将负荷裕度指标拓展到多机系统。根据被监测点相邻局部区域内的量测信息,计算节点功率传输等值模型参数,以其作为初值辨识出扩展的功率传输等值模型参数,进而计算节点局部指标,改善了弱可辨识性条件下的指标值精度,提高了基于局部指标的电压稳定在线监测方法的有效性。将提出的电压稳定在线监测方法在IEEE50机测试系统进行了仿真,参数辨识采用递推的带遗忘因子平方根最小二乘算法,结果表明它能有效地识别出电压稳定薄弱节点、实现电压稳定在线监测。     

广西电网静态电压稳定性分析

广西电网的电源和负荷中心相距较远,调压手段不足,存在电压稳定性薄弱的隐患,故对广西电网进行详尽的电压稳定分析十分必要。综合运用灵敏度、奇异值和裕度指标,针对2001年和2002年的丰水期大负荷运行方式．分析了广西电网的静态电压稳定薄弱节点、关键线路和薄弱区域及其稳定裕度．展示了广西电网静态电压稳定性的改善情况及现状。在此基础上,对提高电网静态电压稳定性的措施进行了总结和分析,并着重分析了主网变压器档位调节对静态电压稳定性的影响,认为档位调节对电压稳定性的影响不大。     

基于响应的电压稳定性评估和控制方法

提出了一种根据电力系统网络节点的实时信息评估系统电压稳定性的方法,当系统电压稳定裕度较低时,根据全网响应信息获得相应的切负荷量。该方法基于两节点电力系统等值网络,得到了系统电压稳定性的评估指标;从系统等值网络的等值过程出发,将节点等值负荷分成自身负荷和转移负荷两部分,推导了该节点电压稳定性的评估指标与有功负荷量之间的关系式,从而获得了该节点在满足一定电压稳定指标情况下的最大有功负荷量,进而得到该节点所需要的切负荷量。该方法首先利用电压稳定性的评估指标在线监视电网中各节点的电压稳定性,辨识危险节点;当系统电压稳定性不满足要求时,根据全网的电压、电流量等响应信息计算危险节点需要的减载量。在IEEE14节点系统和IEEE24节点系统下的仿真结果表明,所提方案能够保证电网的电压稳定性。     

电压稳定在线监控的简化L指标及其灵敏度分析方法

提出了一种可应用于大规模电网电压稳定在线监测快速计算的简化L指标及其L-Q灵敏度分析新方法。针对实际电网的特点,以局部电压稳定指标(L指标)为基础,推导出负荷节点简化L指标。在此基础上,给出了简化L指标的全微分方程,借助全微分方程分析系统参数变化对电压稳定的影响;定义了电力系统L-Q灵敏度,定量分析了网络中负荷节点间的电压稳定相互影响关系,研究了不同电压失稳模式所涉及的区域划分,并就L-Q的物理意义进行了全面分析;比较了L-Q灵敏度分析方法与V-Q灵敏度分析方法的异同,给出了L-Q灵敏度分析方法的具体计算步骤。最后,将所提出的方法应用于New England 39节点、IEEE 118节点和IEEE 300节点系统中,算例仿真结果证明了所述方法的可行性和有效性。     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

基于FVSI线稳定指标计算母线最大承载负荷确定电力系统弱母线的方法

介绍了使用线稳定指标作为快速电压稳定指标（FVSI）确定电力系统母线的最大承载负荷的方法。该方法根据电压崩溃前各负荷母线能够承载负荷量的大小排序,把能承载负荷量最小的母线排为最高级并把它作为最薄弱母线。基于负荷变量进行线稳定指标计算和电压稳定分析。对于每条负荷母线,如果其电压稳定指标的值越接近于1,说明该母线承载了最大可能的负荷。最后使用IEEE系统对其检验,结果证明所提出的方法能够快速估算各负荷母线的最大承载能力,找到电力系统中薄弱母线。     

含高渗透率风电的配电网暂态电压量化评估方法

随着配电网中分布式风电渗透率的增加,评估影响电网暂态电压稳定性的各有关因素变得尤为重要,而评估暂态电压稳定性的现有指标在具有多暂态特性的场景下无法适用。首先介绍多二元表判据的评估思想,针对电压跌落情形,提出一种母线电压跌落安全裕度指标。其次,进一步构建母线过电压安全裕度指标,通过引入阶跃因子将两者指标有效结合,得到基于改进多二元表的母线暂态电压安全裕度指标。再次,提出区域暂态电压安全裕度指标来衡量某区域的暂态电压稳定性。最后,基于所提指标,利用Matlab/Simulink对含高渗透率风电的配电网进行仿真分析,在量化影响配电网暂态电压稳定性各因素的同时,验证了该指标的有效性和普适性。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上,给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度,提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例,在考虑负荷平均增长的情况下,分析了负荷变化对最小奇异值的影响,确定了系统薄弱区域及最弱节点,算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿,可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

含大规模光伏并网的弱送端系统的电压稳定性

随着新能源电力的蓬勃发展,中国西北地区的高压直流送端系统逐渐呈现出新能源占比高、交流网架薄弱、转动惯量小等特征,由此引发的弱送端系统电压稳定性问题不容忽视。首先,从含大规模光伏并网的弱送端换流母线静态电压调节灵敏度出发,推导了影响换流母线电压稳定性的因素。进而设计了光伏并网临界容量的计算流程,为光伏场站选址定容提供依据。提出了送端综合短路比指标（sending-end comprehensive short circuit ratio,SCSCR）,用来描述含大规模光伏并网的弱送端交流系统的支撑强度。比较了SCSCR、短路比、有效短路比等指标,结果表明SCSCR与弱送端系统静态电压稳定性更具相关性。SCSCR指标可以简化弱送端系统电压稳定性的分析过程,指导高比例新能源外送系统的电源组织与拓扑设计。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型。在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移。首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量。通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性。     

基于失稳机理分析的暂态电压稳定性量化指标

在暂态过程中，当负荷母线电压值进入由系统特性和负荷特性决定的不稳定区时，会发生电压失稳。在单机单负荷系统模型中，证明同一系统静态P-V曲线和V-Q曲线的临界点具有一致性，基于动态跟踪系统特性变化的技术路线提出暂态潮流断面P-V曲线分析法，并给出暂态电压稳定性量化指标的计算方法和相应的稳定性判据。在多机系统中，虽然通常需要将所提方法与临界电压或戴维南等值电路的动态跟踪计算相结合才能应用，但也存在无需系统等值而直接应用基于单机模型的计算公式的场景。通过算例对暂态电压失稳机理、常规工程经验指标的局限性、所提指标和稳定性判据的有效性进行验证。     

含大规模光伏并网的弱送端系统的电压稳定性

随着新能源电力的蓬勃发展,中国西北地区的高压直流送端系统逐渐呈现出新能源占比高、交流网架薄弱、转动惯量小等特征,由此引发的弱送端系统电压稳定性问题不容忽视。首先,从含大规模光伏并网的弱送端换流母线静态电压调节灵敏度出发,推导了影响换流母线电压稳定性的因素。进而设计了光伏并网临界容量的计算流程,为光伏场站选址定容提供依据。提出了送端综合短路比指标（sending-end comprehensive short circuit ratio,SCSCR）,用来描述含大规模光伏并网的弱送端交流系统的支撑强度。比较了SCSCR、短路比、有效短路比等指标,结果表明SCSCR与弱送端系统静态电压稳定性更具相关性。SCSCR指标可以简化弱送端系统电压稳定性的分析过程,指导高比例新能源外送系统的电源组织与拓扑设计。